高考申論題
108年
[電力工程] 電力系統
第 二 題
📖 題組：
一個電力系統之兩個區域 1、2 經由一條聯絡輸電線（tie line）做連接，這兩個區域具有以下的參數（以 1000 MVA 為共同容量基準，下標 1、2 分別代表區域 1、2）：調速機之速度調整率 R1 = 5%、R2 = 6.25%；頻率敏感負載係數（frequency-sensitive load coefficient）D1 = 0.6、D2 = 0.9；慣性常數 H1 = 5 MW⋅s/MVA、H2 = 4 MW⋅s/MVA。已知該雙區域內的機組均並聯運轉於 50 Hz 的標稱頻率，同步功率係數（synchronizing power coefficient）由初始條件計算得知為Ps = 2.0標么。若區域1發生187.5 MW之負載變動，試求：（每小題 5 分，共 20 分） (一)新的穩態系統頻率值（Hz）。 (二)每一個區域之機械輸入功率變動量（MW）。 (三)每一個區域之負載功率變動量（MW）。 (四)聯絡輸電線之功率變動量（MW）。
一個電力系統之兩個區域 1、2 經由一條聯絡輸電線（tie line）做連接，這兩個區域具有以下的參數（以 1000 MVA 為共同容量基準，下標 1、2 分別代表區域 1、2）：調速機之速度調整率 R1 = 5%、R2 = 6.25%；頻率敏感負載係數（frequency-sensitive load coefficient）D1 = 0.6、D2 = 0.9；慣性常數 H1 = 5 MW⋅s/MVA、H2 = 4 MW⋅s/MVA。已知該雙區域內的機組均並聯運轉於 50 Hz 的標稱頻率，同步功率係數（synchronizing power coefficient）由初始條件計算得知為Ps = 2.0標么。若區域1發生187.5 MW之負載變動，試求：（每小題 5 分，共 20 分） (一)新的穩態系統頻率值（Hz）。 (二)每一個區域之機械輸入功率變動量（MW）。 (三)每一個區域之負載功率變動量（MW）。 (四)聯絡輸電線之功率變動量（MW）。
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (二)
每一個區域之機械輸入功率變動量（MW）。
思路引導 VIP
穩態下，機械功率變動由調速機特性決定：$\Delta P_m = -\Delta f / R$。需分別計算兩個區域。
小題 (一)
新的穩態系統頻率值（Hz）。
思路引導 VIP
考點是多區域電力系統的頻率偏差（LFC）。關鍵公式是頻率偏差 $\Delta f = \frac{-\Delta P_L}{\beta_1 + \beta_2}$。需注意：
- 將負載變動轉為標么值（基值 1000 MVA）。
小題 (三)
每一個區域之負載功率變動量（MW）。
思路引導 VIP
負載變動包含「自發性變動（題目給的）」與「受頻率影響的變動」。受頻率影響部分為 $\Delta P_{D} = D \cdot \Delta f$。題目問的是該區域總負載功率的變化量。
小題 (四)
聯絡輸電線之功率變動量（MW）。
思路引導 VIP
聯絡線功率變動 $\Delta P_{tie}$ 可由區域2的功率平衡求得。對區域2而言，$\Delta P_{m2} - \Delta P_{L2,total} = \Delta P_{tie}$（假設功率由1流向2為正）。